JP2015218486A - ブレース構造 - Google Patents

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Abstract

【課題】ブレース材に加わる圧縮方向の力を開放できるとともに、部材コストを低減し施工も容易になるブレース構造を提供する。【解決手段】横方向の力による建物の変形を引っ張り力により抑制するブレース構造において、仕口部となる柱5の下部のプレート53に設けられた係合孔53aと、上記係合孔53aに通される環状部材3と、端連結部2が上記環状部材3に連結されるブレース材1とを備えており、上記環状部材3が上記係合孔53aに回動可能に係合される。【選択図】図4

Description

この発明は、建物の変形を抑制するブレース構造に関する。
特許文献1には、柱と梁の節点間に配設されたブレースを屈曲または伸縮可能に構成したブレース構造が開示されている。このブレース構造では、ピン支持によってブレース材を回動可能に設けている。或いは、ブレース材に形成された長孔スリットにピンを係合させることで、上記ブレース材に加わる圧縮方向の力を開放する。
また、特許文献2には、ブレースを引っ張り形式で配置する構造において、ブレースの弛みによる引っ張りの効き低下を抑制できるブレース構造が開示されている。具体的には、一対の金属製ブレースがターンバックルを具備して引っ張り形式として方形枠構造部においてクロス形式に配置されており、金属製ブレースの端部は、ブレースシートに直接連結されるのではなく、このブレースシートに固定されたブレース保持機構に連結されている。このブレース保持機構は、金属製ブレースを引っ張る方向に対しては係合固定する一方、引っ張る方向とは逆の方向に対しては移動を許容する。
実開昭62−16650号公報 特開2002−348954号公報
しかしながら、特許文献1に記載の構造では、ピン支持構造が用いられるため、部材コストが上昇し、施工も複雑になる。また、特許文献2に記載の構造は、上記ブレース保持機構の構造が複雑であり、施工も複雑になる。
この発明は、上記の事情に鑑み、ブレース材に加わる圧縮方向の力を開放できるとともに、部材コストを低減し施工も容易になるブレース構造を提供することを課題とする。
この発明のブレース構造は、横方向の力による建物の変形を引っ張り力により抑制するブレース構造において、仕口部に設けられた係合孔と、上記係合孔に通される環状部材と、上記環状部材に端連結部が連結されるブレース材とを備えており、上記環状部材が上記係合孔に回動可能に係合されることを特徴とする。
上記の構成であれば、上記環状部材が上記係合孔に回動可能に係合されるので、上記ブレース材に加わる圧縮方向の力を当該ブレース材が湾曲して開放しやすくなる。そして、このような力の開放を従来のようなピン構造ではなく、上記環状部材が上記係合孔に回動可能に係合されることで実現できるので、部材コストを低減できるとともに施工も容易になる。また、地震時等の実際の動的繰り返し水平荷重に対し、2次応力や付加応力等の発生を制御できる。
上記環状部材が上記端連結部の一端側に螺合され、上記ブレース材が上記端連結部の他端側に螺合されてもよい。或いは、上記環状部材が上記端連結部に螺合され、上記ブレース材が上記端連結部に固定されてもよい。
上記ブレース材に圧縮力が加わったときの湾曲の方向を制限する制限部が設けられてもよい。これによれば、上記ブレース材に圧縮力が加わったときの湾曲の方向を壁の面内方向に制限し、上記ブレース材による壁破壊を確実に防止できるようになる。
また、この発明のブレース構造は、横方向の力による建物の変形を引っ張り力により抑制するブレース構造において、仕口部に設けられた係合孔と、上記係合孔に通される環状部材と、上記環状部材に端連結部が連結されるブレース材とを備えており、上記端連結部に形成されている長孔に上記環状部材が移動可能に係合されることを特徴とする。
上記の構成であれば、上記端連結部の長孔に上記環状部材が移動可能に係合されるので、上記ブレース材に加わる圧縮方向の力を、上記長孔内での移動により開放することができる。そして、このような力の開放を従来のようなピン構造ではなく、上記端連結部の長孔に上記環状部材を係合させて実現できるので、部材コストを低減できるとともに施工も容易になる。
上記端連結部としてターンバックルが用いられており、このターンバックルに上記ブレース材が螺合されてもよい。これによれば、ブレース構造の汎用品であるターンバックルが利用されるので、新たな設計費等の発生を抑制できる。
上記端連結部として板状部材が用いられ、この板状部材が上記ブレース材に固定されてもよい。
上記環状部材が雄ねじ付きの2個の略U字形状の部材と上記雄ねじに螺合する2個の長ナットからなっていてもよい。また、上記2個の略U字形状の部材が連結されて略平行四辺形状を成すことで上記環状部材の上記係合孔に通される箇所と上記端連結部の係合箇所とに偏心が生じ、交差する2個のブレースが離間状態で配置されるようにしてもよい。
柱または柱のベースプレートに固定された水平配置または垂直配置のプレートに上記係合孔が形成されてもよい。これによれば、上記係合孔を柱において簡単に形成することができる。
本発明であれば、ブレース材に加わる圧縮方向の力を開放できる構造を低コストで施工容易に実現できるという効果を奏する。
本発明の一実施形態に係るブレース構造の一部を示した説明図である。 図1中の六角長ナットを示した斜視図である。 図1中の環状部材を示した斜視図である。 本発明の一実施形態に係るブレース構造の下側仕口部周辺を示した図であり、同図(A)は正面図、同図(B)は側面図、同図(C)は平面図である。 同図(A)はブレースに加わる外力を説明する説明図であり、同図(B)は当該外力が加わるときの図4の下側仕口部周辺を示した説明図である。 同図(A)はブレースに加わる外力を説明する説明図であり、同図(B)は当該外力が加わるときの図4の下側仕口部周辺を示した説明図である。 同図(A)および同図(B)は図4のブレース構造において制限板を備える例を示した説明図である。 同図(A)は環状部材の他の例を示した説明図であり、同図(B)は六角長ナットとの連結例を示した説明図である。 山形のブレースと六角長ナットとの結合例を示した説明図である。 溝形のブレースと六角長ナットとの結合例を示した説明図である。 本発明の他の実施形態に係るブレース構造の下側仕口部周辺を示した説明図である。 同図(A)は図11中のターンバックルを示した説明図であり、同図(B)は図11中の環状部材を示した説明図である。 同図(A)はブレースに加わる外力を説明する説明図であり、同図(B)は当該外力が加わるときの図11の下側仕口部周辺を示した説明図である。 同図(A)はブレースに加わる外力を説明する説明図であり、同図(B)は当該外力が加わるときの図11の下側仕口部周辺を示した説明図である。 山形のブレースと板部材との結合例を示した説明図である。 溝形のブレースと板部材との結合例を示した説明図である。 本発明の他の実施形態に係るブレース構造の下側仕口部周辺を示した図であり、同図(A)は正面図、同図(B)は側面図、同図(C)は平面図である。 本発明の他の実施形態に係るブレース構造の下側仕口部周辺を示した図であり、同図(A)は側面図、同図(B)は平面図である。 図18の垂直プレートに形成した係合孔の一例を示した説明図である。 本発明の他の実施形態に係るブレース構造の下側仕口部周辺を示した図であり、同図(A)は正面図、同図(B)は環状部材の一例を示した説明図である。 同図(A)、同図(B)、同図(C)は本発明の他の実施形態に係るブレース構造で用いる環状部材の組み付け例を示した説明図である。 本発明の他の実施形態に係るブレース構造で用いる環状部材の一例を示した説明図である。 図22に示す環状部材を用いて交差するブレースを偏心配置する例を示した説明図である。 本発明の他の実施形態に係るブレース構造を示した説明図である。 本発明の他の実施形態に係るブレース構造を示した説明図である。
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1に示しているように、丸鋼からなるブレース材1における一端側の雄ねじ部1aは、図2にも示す六角長ナット2における一端側の雌ねじ部に螺合される。上記六角長ナット2は、ブレース材1における端連結部をなすものである。そして、上記六角長ナット2における他端側の雌ねじ部には、環状部材3が取り付けられる。
上記環状部材3は、図3にも示すように、C字形本体部3aの両端部に半円柱状の分割棒状部3bが延設されたものである。上記分割棒状部3bの内面間には隙間が存在している。また、上記分割棒状部3bの先端は先鋭に形成されている。そして、上記分割棒状部3bの外面には雄ねじ部が形成されている。この雄ねじ部は、例えば上記分割棒状部3bの根元部をクランプし、上記隙間を無くして円柱状となった上記分割棒状部3bにダイスを装着して回すことにより形成できる。
図4(A)、図4(B)、図4(C)に示すように、H形鋼からなる柱5のベースプレート51がアンカーボルト52によって基礎に固定されている。そして、仕口部となる上記柱5の下部に水平にプレート53が溶接固定されており、このプレート53に係合孔53aが縦方向に形成されている。
上記係合孔53aに上記環状部材3が通される。上記環状部材3には上記隙間が形成されているので、上記環状部材3を円滑に上記係合孔53aに通すことができる。上記係合孔53aに通された上記環状部材3は回動可能に上記係合孔53aに係合する。
ここで、上記ブレース材1の一端側に上記六角長ナット2の一端側を深く螺合させた後、上記係合孔53aに通された上記環状部材3における上記分割棒状部3bの先端側を上記六角長ナット2の他端側に位置させて、上記六角長ナット2を回す。このようにすると、上記ブレース材1側での螺合長が短くなるとともに、上記環状部材3の上記分割棒状部3bが上記六角長ナット2の雌ねじ部に螺合していく。上記分割棒状部3bの先端側は先鋭であるので、上記分割棒状部3bを無理なく上記雌ねじ部に案内して螺合することができる。
上記ブレース材1の他端側は、例えば、上側の仕口部に設けられた図示しないブレースシートにボルト固定される。また、上記ブレース材1には図示しないターンバックルが設けられており、このターンバックルを回すことにより、上記ブレース材1を上記ブレースシートと上記プレート53との間で引っ張り状態に設けることができる。
なお、上記ブレース材1と交差するように別のブレース材が上記環状部材3等を用いて同様の連結態様で設けられる。
図5(A)に示すように、仕口部A、Dの間に設けられたADブレースは、図において左から右方向の外力P1が加わると引っ張られる状態となり、本実施形態のブレース構造を有するADブレースは、仕口部Aにおいて、同図(B)に示す状態を維持する。なお、上記ADブレースと交差するBCブレースは、このときには圧縮力を受ける。
一方、図6(A)に示すように、上記ADブレースは、図において右から左方向の外力P2が加わると圧縮される状態となり、上記ADブレースは、例えば二点鎖線で示すように湾曲する。そして、同図(B)に示すように、本実施形態のブレース構造を有するADブレースは、上記湾曲が生じるときに仕口部Aにおいて回動する。なお、上記ADブレースと交差するBCブレースは、このときには引っ張り力を受ける。
このように、上記環状部材3が上記係合孔53aに回動可能に係合されるので、上記ブレース材1に加わる圧縮方向の力を当該ブレース材1が湾曲して開放しやすくなる。そして、このような力の開放を従来のようなピン構造ではなく、上記環状部材3が上記係合孔53aに回動可能に係合されることで実現できるので、部材コストを低減できるとともに施工も容易になる。
そして、上記柱5に固定されたプレート53に上記係合孔53aが形成されていると、上記係合孔53aを上記柱5において簡単に形成することができる。
図7(A)および図7(B)に示すように、上記プレート53上の係合孔53aの近傍に2枚の制限板6を例えば溶接により固定してもよい。上記制限板6は、上記環状部材3が垂直面内で回動するように当該環状部材3の回動を制限するように設けられる。このような制限が行われると、上記ブレース材1が垂直面内で湾曲するようになり、当該ブレース材1が垂直面外へ湾曲して壁が破壊されという事態を防止できる。なお、上記環状部材3に制限部として突起を形成し、仕口部A側で上記突起が上記プレート53の上側に接するように位置させておくと、上記ブレース材1の上側への湾曲が制限され、上記ブレース材1が下側にのみ湾曲するようになる。
図8(A)および図8(B)に示す回動可能タイプの環状部材3を用いることもできる。この環状部材3における離間状態の分割棒状部3bの雄ねじ部は、このような離間状態において円形に沿う円弧をなす。この雄ねじ部は例えば上記分割棒状部3b間にスペーサ31を介在させた状態で上記分割棒状部3bにダイスを装着して回すことにより形成することができる。当該環状部材3を六角長ナット2に螺合するときにも、上記分割棒状部3b間にスペーサ31を介在させる。また、上記スペーサ31の抜けを防止するために、上記六角長ナット2に形成した貫通孔、さらには上記分割棒状部3bに形成された貫通孔と上記スペーサ31に形成した貫通孔に、ボルト・ナット7或いは図示しない割りピンを通すようにしてもよい。
また、図9に示すように、ブレース材1として山形鋼(等辺形鋼)を用いことが可能であり、この場合には、上記六角長ナット2は上記ブレース材1に溶接により固定できる。また、図10に示すように、ブレース材1として溝形鋼を用いる場合も、上記六角長ナット2を上記ブレース材1に溶接により固定できる。
次に、他の実施形態を説明していく。図11に示しているように、丸鋼からなるブレース材1における一端側の雄ねじ部1aは、図12(A)にも示すターンバックル2Aにおける一端側の雌ねじ部に螺合される。上記ターンバックル2Aは、ブレース材1の端連結部をなすものである。上記ターンバックル2Aには長孔21が形成されている。この長孔21に移動可能タイプの環状部材3Aが係合される。
上記環状部材3Aは、図12(B)にも示すように、枠状本体部3cにおける離間する両分断端部の一方にナット部3dを有し、他方にボルト挿通孔3eを有し、上記ボルト挿通孔3eから通したボルト3fを上記ナット部3dに螺合できるものである。また、枠状本体部3cの高さは上記ターンバックル2Aより少し高い程度とされる。
上記プレート53に形成された係合孔53aに上記環状部材3Aが通される。上記環状部材3Aには上記離間する部位が存在するので、上記環状部材3Aを円滑に上記係合孔53aに通すことができる。そして、上記環状部材3Aは、上記ターンバックル2Aにおける上記長孔21に通され、これら環状部材3Aとターンバックル2Aの相互の移動が可能になる。
上記ブレース材1の他端側は、例えば上側の仕口部に設けられた図示しないブレースシートにボルト固定される。また、上記ブレース材1には、上記ブレース材1を上記ブレースシートと上記プレート53との間で引っ張り状態に設けるための別のターンバックルが設けられている。
図13(A)に示すように、仕口部A、Dの間に設けられたADブレースは、図において左から右方向の外力P1が加わると引っ張られる状態となり、本実施形態のブレース構造を有するADブレースは、仕口部Aにおいて、同図(B)に示す状態を維持する。すなわち、上記環状部材3Aは上記ターンバックル2Aにおける上記長孔21の端に圧接する状態を維持する。なお、上記ADブレースと交差するBCブレースは、このときには圧縮力を受ける。
一方、図14(A)に示すように、上記ADブレースは、図において右から左方向の外力P2が加わると圧縮される状態となる。この圧縮状態では、同図(B)に示すように、本実施形態のブレース構造を有するADブレースは、仕口部Aにおいて、上記ターンバックル2Aが仕口部A側に移動する。なお、上記ADブレースと交差するBCブレースは、このときには引っ張り力を受ける。
このように、ブレース材1の端連結部である上記ターンバックル2Aに形成された長孔21に上記環状部材3Aが移動可能に連結されるので、上記ブレース材1に加わる圧縮方向の力を、上記長孔21内での移動により開放することができる。そして、このような力の開放を従来のようなピン構造ではなく、上記ターンバックル2Aの長孔21に上記環状部材3Aを連結させて実現できるので、部材コストを低減できるとともに施工も容易になる。
上記端連結部としてターンバックル2Aが用いられる構造であれば、ブレース構造の汎用品であるターンバックルが利用されるので、新たな設計費等の発生を抑制できる。
図15に示すように、ブレース材1として山形鋼(等辺形鋼)を用い、また、上記ターンバックル2Aに代えて板部材2Bを用いることが可能である。この場合には、上記板部材2Bを上記ブレース材1に溶接固定でき、上記板部材2Bには長孔21が形成される。また、図16に示すように、ブレース材1として溝形鋼を用いることが可能である。この場合には、上記板部材2Bを上記ブレース材1に溶接固定でき、上記板部材2Bには長孔が形成される。
図17(A)、図17(B)、図17(C)に示すように、H形鋼からなる柱5のウェブとベースプレート51に垂直にプレート(ブレースシート)54が溶接固定されており、このプレート54に係合孔54aが横方向に形成されていてもよく、これによれば、上記係合孔54aに上記環状部材3を通すことが容易になる。上記プレート54の配置位置はH形鋼のフランジ間の中央でなく、片側に寄った位置に設けることとしてもよい。また、上記係合孔54aの形成位置が上記フランジから出ている位置にあると、当該フランジの干渉が全くなくなるので、上記環状部材3を上記係合孔54aに通すことが一層容易になる。
また、図18(A)、図18(B)に示すように、上記垂直のプレート54の係合孔54aに図8に示した構造の環状部材3が通されるようにしてもよい。
図19に示すように、上記係合孔54aを、水平または斜めに長い長穴にしておくと、上記環状部材3を当該係合孔54aに入れ易くなる。また、上記係合孔54a内において、上記環状部材3が引っ張られる側に凹となって当該環状部材3が極力隙間無く嵌まる嵌合部54bを形成しておいてもよい。このような嵌合部54bは、ブレース材1に圧縮力が加わったときの湾曲の方向を壁の面内方向に制限する制限部として機能し、上記ブレース材1による壁破壊を確実に防止できるようになる。なお、上記嵌合部54bに嵌まる上記環状部材3の円弧状部分が直線状になっている方が、上記制限部として機能し易くなる。
図20(A)、図20(B)に示すように、本体部3cの両端に雄ねじ部3gを有し、その片方の雄ねじ部3gに長ナット3hが螺合された移動可能タイプの環状部材3Aを用いることができる。このような環状部材3Aは、両端に雄ねじ部3gが形成された棒状材(本体部3c)の一方の雄ねじ部3gに長ナット3hを螺合させた状態で、当該棒状材を曲げ加工することで得られる。
図21(A)、図20(B)、図20(C)に示すように、分割形式である移動可能タイプの環状部材3Aを用いてもよい。この環状部材3Aは、U字形状の第1本体部3iと第2本体部3jと2個の長ナット3hとを備えている。上記第1本体部3iおよび第2本体部3jの両端には雄ねじ部3gが形成されている。上記第1本体部3iを上記垂直のプレート54の係合孔54aに通し、その雄ねじ部3gに上記長ナット3hを螺合させる。そして、第2本体部3jを上記ターンバックル2Aの長穴に通し、第2本体部3jの雄ねじ部3gを上記第1本体部3iの雄ねじ部3gに突き合わせ、上記長ナット3hを第2本体部3jの雄ねじ部3gに螺合させる。
図22に示すように、第1本体部3iと第2本体部3jとを突き合わせると平行四辺形をなす歪みU字形状を採用してもよい。これによれば、上記プレート54の位置に対して上記ターンバックル2Aの位置、すなわち、上記端連結部2A(ブレース材1)の位置を偏心させることができる。したがって、図23(A)および図23(B)に示すように、交差配置されるADブレースのブレース材1の偏心方向とBCブレースのブレース材1の偏心方向を互いに逆向きにし、ブレース材1同士の擦れ音等を防止する構成とすることが可能になる。換言すれば、上記2個の略U字形状の部材である第1本体部3iと第2本体部3jが連結されて略平行四辺形状を成すことで上記環状部材3Aの上記係合孔54aに通される箇所と上記端連結部2Aの係合箇所とに偏心を生じさせ、交差する2個のブレースを離間状態で配置することができる。
図24に示すように、上記の分割形式である移動可能タイプの環状部材3Aおよび上記ターンバックル2Aを用いるとともに、上記ターンバックル2Aを溝形鋼材からなるブレース材1にナット・ボルト11で固定するようにしてもよい。上記溝形鋼材からなるブレース材1は2本の溝形鋼材を背中合わせに設けたものであり、両溝形鋼材の端部には上記ナット・ボルト11が通される貫通孔が形成されている。
以上説明した回動タイプの環状部材3や移動可能タイプの環状部材3Aを用いたブレースを、図25に示すように、柱5、5間に設けた間柱5Aのブレースシート55を介在させて設けるようにしてもよい。これによれば、交差するブレースの擦れ音等の問題を生じることがない。また、各ブレースにおけるブレース材1の長さを短くできる。また、このブレース材1として上記溝形鋼材からなるブレース材1を用い、その長さが短くできると、圧縮時の当該ブレース材1の変形を生じにくくすることができる。
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
1 ブレース材
2 六角長ナット(端連結部)
2A ターンバックル(端連結部)
2B 板部材(端連結部)
21 長孔
3 環状部材
3A 環状部材
5 柱
53 プレート
53a係合孔
54 プレート
54a係合孔
54b嵌合部(制限部)
6 制限板(制限部)

Claims (10)

  1. 横方向の力による建物の変形を引っ張り力により抑制するブレース構造において、仕口部に設けられた係合孔と、上記係合孔に通される環状部材と、上記環状部材に端連結部が連結されるブレース材とを備えており、上記環状部材が上記係合孔に回動可能に係合されることを特徴とするブレース構造。
  2. 請求項1に記載のブレース構造において、上記環状部材が上記端連結部の一端側に螺合され、上記ブレース材が上記端連結部の他端側に螺合されることを特徴とするブレース構造。
  3. 請求項1に記載のブレース構造において、上記環状部材が上記端連結部に螺合され、上記ブレース材が上記端連結部に固定されることを特徴とするブレース構造。
  4. 請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載のブレース構造において、上記ブレース材に圧縮力が加わったときの湾曲の方向を制限する制限部を備えることを特徴とするブレース構造。
  5. 横方向の力による建物の変形を引っ張り力により抑制するブレース構造において、仕口部に設けられた係合孔と、上記係合孔に通される環状部材と、上記環状部材に端連結部が連結されるブレース材とを備えており、上記端連結部に形成されている長孔に上記環状部材が移動可能に係合されることを特徴とするブレース構造。
  6. 請求項5に記載のブレース構造において、上記端連結部としてターンバックルが用いられており、このターンバックルに上記ブレース材が螺合されることを特徴とするブレース構造。
  7. 請求項5に記載のブレース構造において、上記端連結部として板状部材が用いられ、この板状部材が上記ブレース材に固定されることを特徴とするブレース構造。
  8. 請求項5〜請求項7のいずれか1項に記載のブレース構造において、上記環状部材が雄ねじ付きの2個の略U字形状の部材と上記雄ねじに螺合する2個の長ナットからなることを特徴とするブレース構造。
  9. 請求項8に記載のブレース構造において、上記2個の略U字形状の部材が連結されて略平行四辺形状を成すことで上記環状部材の上記係合孔に通される箇所と上記端連結部の係合箇所とに偏心が生じ、交差する2個のブレースが離間状態で配置されることを特徴とするブレース構造。
  10. 請求項1〜請求項9のいずれか1項に記載のブレース構造において、柱または柱のベースプレートに固定された水平配置または垂直配置のプレートに上記係合孔が形成されることを特徴とするブレース構造。
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Citations (3)

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